.NET Socket开发之同步Socket实现两例

.NET Socket开发之同步Socket实现两例

今天，我们来讲一下在.NET 网络应用程序开发中同步Socket的应用，很多人认为在网络应用的服务端Socket不应该使用同步Socket。是的，在大多数情况下是这样的，但是也有一些场景下我们使用同步Socket可能会得到更的结果。如在下面的两种场景下我们便可以考虑使用同步的Socket。

一、客户端数量比较少：

数量比较少是指会同时连接到服务器的客户端数量一般在50人以下。这种情况下我们可以考虑使用同步Socket＋Thread来实现我们的服务端。这样会让我们编写逻辑更清晰的代码而性能不会下降太多。

二、客户端数量较多但都是短连接：

短连接是指客户端的连接在处理完一次收发之后就产即断开的场景，比如说HTTP协议就是一种短连接。HTTP在客户端发出请求时建立一个Socket连接，并通过Socket发出一个URL请求，服务端在处理完这个请求并回发相应的页面后便会断开这个连接。那么在这种场景下我们也可以使用同步Socket来实现我们的需求。

那么应该如果实现我上面提到的两种需求呢。对于这两种需求，我将采用不同的方案来实现它们。

首先我们来看看第一种需求，这里我采用Socket＋Thread来实现，基本的流程如下：

首先创建一个Socket，并且给它绑定一个EndPoint后开始监听。接下来我们创建一个线程，在这个线程中我们用一个无限循环来接收来自客户端的连接请求。在接收到一个请求后，为这个客户端创建一个新的线程，并且在这个线程中也使用一个无限循环接收来自这个客户端的数据。下面让我们来看看代码：

 

首先我们创建一个Socket用来侦听客户端的连接：

Socket listener  =   new  Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
IPEndPoint locEP =   new  IPEndPoint(IPAddress.Any,  2000 );
listener.Bind(locEP);
listener.Listen( 100 );

然后创建一个线程来处理客户端的连接请求：

Thread acceptThread  =   new  Thread( new  ThreadStart(AcceptWorkThread));
acceptThread.Start();
 
private   void  AcceptWorkThread()
... {
    Thread.CurrentThread.IsBackground = true;
    while (true)
    ...{
        Socket accept = listener.Accept();
        IPEndPoint remoEP = (IPEndPoint)accept.RemoteEndPoint;
        string recString = "接收到来自" + remoEP.Address.ToString() + "的连接。";
        this.Invoke(new AddListItemHandler(this.AddListItem), new string[] ...{ recString });
        Thread receiveThread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(ReceiveWorkThread));
        receiveThread.Start(accept);
    }
}

最后我们来看看如何接收数据：

private   void  ReceiveWorkThread( object  obj)
... {
    Thread.CurrentThread.IsBackground = true;
    Socket socket = (Socket)obj;
    byte[] buffer = new byte[1024];
    while (true)
    ...{
        int receiveCount = socket.Receive(buffer);
        if (receiveCount > 0)
        ...{
            IPEndPoint remoEP = (IPEndPoint)socket.RemoteEndPoint;
            string recString = "来自客户端" + remoEP.Address.ToString() + "的消息：" + Encoding.Default.GetString(buffer, 0, receiveCount);
            this.Invoke(new AddListItemHandler(this.AddListItem), new string[] ...{ recString });
            socket.Send(buffer, receiveCount, SocketFlags.None);
        }
        else
        ...{
            socket.Close();
            break;
        }
    }
}

好了，整个实现就完成了。

现在让我们来看看第二个需求：

这个方案我们将采用另外一个方法来实现，为什么不采用上一个方法来实现呢？让我们来分析一下。我们知道，在上一个实现中，每接入一个客户端就要创建一个线程，如果有大量的客户端接入的话，就会创建过多的线程。但是如果线程过多的话，Windows就需要更多的CPU时间来切换线程的上下文（这也是上一个实现不能接入很多客户端的原因）。

我们知道，在这个方案中每一个连接都是短连接。而且顺序都是固定的。都是：接入->接收->发送这样的顺序，那么我们就可以在一个方法中完成整个处理。这样，我们就可以利用线程池来实现我们所需要的。好了，让我们用代码来说话吧：

 

首先我们创建一个Socket用来侦听客户端的连接：

Socket listener  =   new  Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
IPEndPoint locEP =   new  IPEndPoint(IPAddress.Any,  2000 );
listener.Bind(locEP);
listener.Listen( 100 );

接下来我们要创建一个线程池：

Thread[] ClientThreadList  =   new  Thread[ 30 ];
foreach  (Thread th  in  ClientThreadList)
... {
    th = new Thread(new ThreadStart(ClientWorkThread));
    th.Start();
}

最后让我们看看线程都要做些什么：

private   void  ClientWorkThread()
... {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    while (true)
    ...{
        Socket socket = listener.Accept();
        string recString = "接收到来自" + remoEP.Address.ToString() + "的连接。";
        this.Invoke(new AddListItemHandler(this.AddListItem), new string[] ...{ recString });
        int receCount = socket.Receive(buffer);
        if (receCount>0)
        ...{
            string recString = "来自客户端" + remoEP.Address.ToString() + "的消息：" + Encoding.Default.GetString(buffer, 0, receiveCount);
            this.Invoke(new AddListItemHandler(this.AddListItem), new string[] ...{ recString });
            socket.Send(buffer, receCount, SocketFlags.None);
        }
        socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
        socket.Close();
    }
}

为什么我们要这样做呢？

首先我们创建了一个Socket用于侦听客户端的连接请求，接下我们创建了一个拥有30个线程的线程池。并在每个线程中实现了Accept、Receive、Send和Close（），以完成连接、接收、发送、关闭的操作。

现在我们假设有一个客户连接到服务器了，这时会有一个线程Accept到这个请求，并开始接收客户端发送过来的数据，接收到数据之后处理完发送给客户端，然后关闭这个连接，再次进入等待连接状态。而其它29个线程由于没有Accept到这个请求，仍然处理等待接入状态。